1. 研究目的与意义
研究背景
d-木糖是木质纤维素的重要组成成分。
目前对d-木糖的生物法利用主要集中在将其转化为木糖醇,或作为酵母发酵生产二代乙醇的原料,化学法利用则是将其转化为糠醛类化合物。
将d-木糖异构化为d-木酮糖可对其进一步异构化或还原、氧化制备稀有糖产物,具有广阔的应用前景。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:本课题的主要研究目标为D-木糖导向的D-核糖-5-磷酸异构酶B的结构重新设计,通过可视化分析其三维结构,依据多种因素选定候选突变点库,构建虚拟突变体的三位结构,并通过对接、分子动力学模拟和QM方法进行氢键、极性/非极性相互作用和能量分析,构建多个位点间的作用网络,以提高其对木糖的活性。
预期目标:通过研究其内部残基间的协同作用、与底物的结合作用及其与催化中心之间的作用和途径,探索多样化结构与醛酮糖异构酶底物特异性的对应关系,揭示OsRpiB中对底物识别具有显著的影响的关键位点及其对底物的识别机制,阐明PBS对酶催化过程的调控方式和途径,为创制特异性制备稀有糖的生物催化剂提供理论基础。3. 研究的方法与步骤
本课研究采用的方法为虚拟突变(virtual mutagenesis),同源建模(homology modeling)和分子对接(molecular docking)。主要步骤包括:
一、分子建模采用swiss- model服务器(http://swissmodel.expasy.org/),通过序列搜索获得覆盖率和相似度较高的模板,以该模板产生三维结构,对所产生结构的评价采用拉氏图进行,对所产生结构的优化采用moe软件中的amber ff10力场进行。
二、可视化分析采用pymol、vmd和chimera等软件完成。
4. 参考文献
[1]m.w. iqbal, t. riaz, s. mahmood, k. ali, i.m. khan, a. rehman, w. zhang, w.mu, areview on selective l-fucose/d-arabinose isomerases for biocatalyticproduction ofl-fuculose/d-ribulose, int. j. biol. macromol. 20201,(168):558–571
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5. 计划与进度安排1)2024-12~2024-02:查阅文献资料,撰写开题报告。
2)2024-02~2024-03:通过可视化分析选取突变位点,实施虚拟突变,并建立突变体的三维模型。
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